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Verfahren zur Übertragung hochgespannter elektrischer Energie, insbesondere über Kabel.
Es sind bereits verschiedene Möglichkeiten zur Übertragung hochgespannter elektrischer Energie bekanntgeworden. Am bekanntesten hievon sind die unmittelbare Übertragung von normalfrequentem Wechselstrom (etwa 50 Hz) über Höchstspannungsfreileitungen und die Übertragung mit hochgespanntem Gleichstrom, bei der am Anfang und Ende der Kuppelleitung je ein umlaufender oder ruhender Umformer zur Umformung von Wechselstrom in Gleichstrom bzw. umgekehrt erforderlich ist.
Die erste Übertragungsmöglichkeit hat den Vorteil, dass man besondere Umformungen vermeidet, bereitet aber insbesondere bei der Verwendung von Kabeln als Übertragungsleitungen Schwierigkeiten, da die Kabel für den Seheitelwert der praktisch sinusförmigen Wechselspannung ausgelegt werden müssen und somit beispielsweise im Vergleich zu Gleichstromleitungen schlechter ausgenutzt sind. Die Übertragung mittels hochgespannten Gleichstromes gestattet zwar hingegen die beste Ausnutzung der Übertragungsleitung, hat dafür aber andere Nachteile. So ist es trotz jahrelange Entwicklungsarbeiten bis heute nicht möglich gewesen, die Umformung von Wechselstrom in Gleichstrom bzw. umgekehrt in einem einzigen Umformer durchzuführen. Man war gezwungen, mehrere Umformer in Reihe zu schalten.
Dies gilt für umlaufende und ruhende Umformer. Ferner ist es bis heute nicht möglich gewesen, betriebssichere Hochleistungssehalter für hochgespannten Gleichstrom zu bauen, wenngleich bei mit gittergesteuerten Dampf-oder Gasentladungsstrecken arbeitenden Umformern durch die Gittersteuerung ein wichtiges, aber doch nicht bedingungslos arbeitendes Hilfsmittel gegeben war.
Die vorliegende Erfindung weist nun einen neuen Weg für die Übertragung hochgespannter elektrischer Energie, insbesondere über Kabel. Erfindungsgemäss wird die Übertragungsleitung mit einer einphasigen Wechselspannung von trapezförmiger Kurvenform und sehr kleiner Frequenz (Grössenordnung 5 Hz) gespeist. Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung verlaufen die Teile der Wechselspannungskurve, die den Übergang von einer Waagerechten zur andern bilden, wie eine Sinuskurve höherer Frequenz.
I. Bei der Übertragung gemäss der Erfindung erhält man die Vorteile der beiden obenerwähnten bekannten Übertragungsmögliehkeiten, jedoch nicht ihre Nachteile. So vermeidet man gegenüber der Gleichstromübertragung die Reihenschaltung von Umformern und die Verwendung von besonderen, für die Hochspannung gebauten Teilen der Umformer, insbesondere entsprechend gebauten Entladungsgefässen, und beherrscht sämtliche Betriebsvorgänge mit üblichen Wechselstromschaltern.
Vergleicht man für die Übertragungsleitung, die vorzugsweise als Kabel ausgebildet sein soll, die Verhältnisse, wie sie bei Übertragungen mit normalfrequentem Wechselstrom gelten, mit denen gemäss der Erfindung, so hat man zunächst trotz des Wechselstromcharakters die Vorteile einer Gleichstromübertragung infolge der erfindungsgemäss angewendeten Kurvenform und Frequenz. Die Beanspruchung des Isoliermittels hinsichtlich Durchsehlagspannung ist so günstig wie bei Gleichspannung, denn wegen der trapezförmigen Spannungskurve stellen die Effektivwert praktisch auch die Höchstwerte dar. Im Gegensatz dazu würde bei sinusförmiger Wechselspannung die Höchstbeanspruchung des Isoliermitteln das l'4fache dps Effrktivwertes betragen.
Dieses Verhältnis der Höchstspannungen ist ferner besonders wichtig für die dielektrischen Verluste, die bekanntlich unter der Annahme gleicher Frequenz mit dem Quadrat der Spannung steigen. Das neue Übertragungssystem verwendet gegenüber dem übliehen Wechselstrom aber nicht nur eine andere Kurvenform, sondern gleichzeitig auch eine sehr stark erniedrigt Frequenz. Verglichen mit SOperiodigem Betrieb, wird der durch das Kabel, also durch den Leiter, die Isolierung und beispielsweise den Mantel gebildete
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Kondensator nur alle zehn Halbwellen je einmal umgeladen. Die Verlustkompollente des Ladestromes tritt damit ebenfalls zehnmal seltener auf als bei 50periodigem Betrieb.
Die Erwärmnngsgefahr durch die dielektrischen Verluste ist demnach etwa zehnmal geringer. Die seltenere Umladung des Kabels und die über längere Zeit konstante Spannung bringt schliesslich eine wesentliche Entlastung der unvermeidlichen schwachen Stellen des Kabels, die infolge von Inhomogenitäten, insbesondere kleinsten Gaseinschlüsse u. dgl., praktisch die Grenzen für das Kabel bestimmen. Das gefürchtete Glimmen von Gaseinsehlüssen und Feldkonzentrationen, örtliche Erwärmungen und ihre Folgen können, da die sie verursachende Umladung kurzzeitig ist und zehnmal seltener auftritt, nur in sehr viel geringerem Masse das Kabel beeinträchtigen.
In diesem wichtigen Punkte werden nach dem vorgeschlagenen
Verfahren schon Verhältnisse in dem Dielektrikum erreicht, die von denen bei reiner Gleichspannungs- beanspruehung nur wenig verschieden sind. Auch hinsichtlich der strommässigen Beanspruchung des
Kabels kommt das vorgeschlagene Verfahren der Gleichstromübertragung sehr nahe. Ein Hauptnaehteil der Wechselstromübertragung mit üblicher Frequenz haftet ihm jedenfalls nicht mehr an : Bei einer Kabelfernübertragung mit Wechselstrom der Frequenz O Hz ist beispielsweise der Ladestrom des Kabels von derselben Grösse wie der Vollaststrom. Die Überlagerung dieser beiden ständig fliessenden Ströme bestimmt aber Kabelquerschnitt und Stromwärme.
Nach dem neuen Verfahren tritt dagegen diese Überlagerung nur beim Übergang von einer Waagerechten zur andern auf, bezogen auf die Verhältnisse bei 50-Hz-Betrieb also nur in jeder zehnten Halbwelle. Der Leiterquerschnitt braucht also praktisch nur für den Vollaststrom ausgelegt zu werden. Das bedeutet eine erhebliche Verbilligung des Kabels und eine Verminderung der Verluste nahezu auf die Werte, die bisher nur mit der Gleichstromübertragung erzielt werden konnten.
II. Bei der Anwendung des Übertragungsverfahrens gemäss der Erfindung wird man bemüht sein, möglichst nur Wirkleistung zu übertragen. Dabei besteht jedoch die Schwierigkeit, dass ein grosser Ladestrom auftritt, wenn die Augenblickswerte der zur Übertragung verwendeten Wechselspannung auf den Flanken, also in der Nähe der Spannungsnulldurchgänge liegen. Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung lässt sich diese Schwierigkeit weitgehend oder genau dadurch beheben, dass die Kapazität der Übertragungsleitung durch eine Drossel kompensiert wird. Diese Drossel liegt parallel zu der Übertragungsleitung und wird taktmässig am Ende einer Waagerechten der Spannungskurve eingeschaltet und bei Beginn einer neuen Waagerechten der Spannungskurve ausgeschaltet.
Obwohl an sich auch synchron gesteuerte, mechanisch bewegte Schaltorgane verwendbar sind, benutzt man vorteilhaft gesteuerte Entladungsstreeken als Schaltorgan.
Zur Erläuterung mögen die Fig. 1 und 2 der Zeichnung dienen. Die von einem umlaufenden oder ruhenden Umformer gelieferte niedrigerfrequente Wechselspannung wird durch den Transformator 15 der Übertragungsleitung 9 zugeführt. An der Oberspannungsseite des Transformators 15 befindet sieh ferner eine Reihenschaltung aus einer Drossel 38 und zwei gegensinnig parallel geschalteten Entladungsstrecken mit eindeutiger Stromdurchlassrichtung. 39'bzw. 39". Zweckmässig verwendet man eine diskontinuierlich gesteuerte Entladungsstrecke, d. h. eine Entladungsstrecke, bei der die Steuerung nur das Einsetzen der Entladung bestimmt, aber auf den weiteren Verlauf des Entladungsstromes keinen Einfluss hat.
Die beiden Entladungsstreeken 39'und 39" sind während der waagerechten Teile der niedrigerfrequenten Spannungskurve gesperrt und nur in der Nähe der Spannungsnulldurchgänge leitend, u. zw. die eine Entladungsstrecke beim Übergang von der positiven zur negativen Halbwelle, die andere Entladungsstrecke beim Übergang von der negativen zur positiven Halbwelle. In Fig. 1 ist zunächst der Spannungsverlauf e der niedrigerfrequenten Spannung in der Nähe eines Spannungsnulldurchgangs gezeichnet, und es ist zwecks Vereinfachung angenommen, dass die niedrigerfrequente Spannung von einem Trapezkurvenumrichter geliefert wird. Es ist weiter angenommen, dass am andern Ende der Übertragungsleitung Wirkleistung abgenommen wird, so dass der Wirkstrom genau den gleichen Kurvenverlauf wie e hat.
Beim Übergang von der einen Waagerechten zur andern, d. h. in der Zeit ti... t2, wird die Übertragungsleitung umgeladen. Es fliesst ein Ladestrom i'e. Dieser Ladestrom kann nun weitgehend oder sogar genau kompensiert werden, indem man in der Zeit t1... t2 die Drossel durch die zugehörige Entladungsstrecke einschaltet. Hat nun e in der Zeit fil... f2 einen Spannungsverlauf, der von der Sinusform einer Wechselspannung entsprechender Frequenz abweicht, so werden auch Ladestrom und Drosselstrom iL keinen sinusförmigen Verlauf haben. ic und il, werden also in jedem Zeitpunkt Werte haben, deren Beträge im allgemeinen voneinander abweichen.
Lässt man jedoch, wie bereits oben als günstig empfohlen und bereits in Fig. 1 verwirklicht wurde, die Teile der Weehselspannungskurve, die den Übergang von einer Waagerechten zur andern bilden, wie eine Sinuskurve höherer Frequenz verlaufen, so sind i. und iL ebenfalls sinusförmig, und man kann dann eine genaue Kompensation erreichen. Bezüglich der Steuerung der beiden Entladungsstrecken ist noch bei Annahme eines starren Umrichters zu bemerken, dass man eine Steuerspannung verwenden wird, deren Frequenz gleich der der niedrigerfrequenten Spannung ist, und deren Gestalt derart gewählt ist, dass sie praktisch nur zur Zeit t1 das Einsetzen der Entladung gestattet. Solehe Steuerspannungen sind unter dem Namen Wechselspannungen spitzer Wellenform bekannt.
Bei der Betrachtung der Fig. 1 und 2 ist angenommen worden, dass die Entladungsstrecken 39' und 39"an der Hochspannung der Übertragungsleitung liegen. Dies wird man in Wirklichkeit jedoch
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aus den gleichen Gründen, wie sie für die Gleichstromübertragung gelten, nänüich Entladungsgefässe für hohe Spannungen, Reihenschaltung von Entladungsgefässen usw., nicht ausführen. Man wird daher die Drossel und die zugehörigen Entladungsstrecken auf der Unterspannungsseite des Transformators 15 anordnen.
Zwar wird dabei der Transformator 15 durch den Ladestrom ; belastet, aber diese zusätzliche Belastung ist äusserst gering, denn ic nimmt seinen Grösstwert dann an, wenn der Wirkstrom gerade durch Null geht, und umgekehrt ist ic Null, wenn der Wirkstrom den Wert, der der Waagerechten entspricht, erreicht hat.
Bei verhältnismässig kurzen Übertragungsleitungen wird man die Kompensationsdrossel an dem einen Ende der Übertragungsleitung anordnen. Mit zunehmender Länge der Übertragungsleitung ) empfiehlt sich jedoch eine Aufteilung der Kompensationsdrossel, u. zw. Anordnung an beiden Enden der Übertragungsleitung, dann Einfügung auf der Hälfte oder einem Drittel der Übertragungsleitung.
Zweckmässig werden dabei alle Entladungsstreeken von einem gemeinsamen Kommandopunkt aus durch Fernsteuerung beeinflusst.
III. Bei der Anwendung des Erfindungsgedankens in Verbindung mit den üblichen Wechsel- i stromnetzen ergeben sich einige Gesichtspunkte, die nachstehend erörtert sind.
In Fig. 3 der Zeichnung ist eine Schaltung dargestellt, bei der umlaufende Umformer zur Durch- führung des Verfahrens nach der Erfindung vorgesehen sind. Ein Drehstromnetz 11 speist einen aus
Motor 13 und Generator 14 bestehenden umlaufenden Umformer 12. Obwohl an sieh in manchen Fällen auch ein Synchron-Synchron-Umformer verwendet werden kann, wird man im allgemeinen einen elastischen Umformer, also einen Kaskadenumformer vorziehen. Der Einfachheit wegen sind die
Hintermaschinen in der Zeichnung nicht angegeben. Der Generator 14 liefert eine Wechselspannung mit trapezförmiger Kurvenform, die über den Transformator 15 der Übertragungsleitung 9 zugeführt wird.
Am Ende der Übertragungsleitung 9 wird die Spannung durch den Transformator 25 herab- transformiert und dem aus Motor 24 und Generator 23 bestehenden umlaufenden Umformer 22 zugeführt. Der Generator 23 seinerseits ist mit dem Drehstromnetz 21 verbunden. Im allgemeinen wird das Übertragungsverfahren gemäss der Erfindung für die Kupplung von Drehstrom-Landesnetzen in Frage kommen. Jedoch hat das Verfahren auch Bedeutung für die Kupplung eines Drehstrom-
Landesnetzes (etwa 50 Hz) mit einem Einphasenstrom-Bahnnetz (etwa 16% Hz). In einem derartigen
Fall empfiehlt es sich, als Frequenz für die trapezförmige Wechselspannung 5% J ? z zu wählen. Bemerkt wird noch, dass es nicht erforderlich ist, dass an jedem Ende der Kuppelleitung ein elastisch arbeitender
Umformer aufgestellt ist.
Es genügt, an dem einen Ende einen elastisch arbeitenden Umformer, an dem andern Ende einen starr arbeitenden Umformer vorzusehen.
An Stelle eines umlaufenden Umformers kann man auch einen ruhenden Umformer, beispiels- weise in der Gestalt eines Umrichters verwenden. Ein derartiger Umformer ist in Fig. 4 der Zeichnung dargestellt. Er enthält einen an das speisende Drehstromnetz 81 angeschlossenen Transformator 32 mit den beispielsweise sechsphasigen Wicklungen 32'und 32", ferner zwei mehranodige Entladungs- gefässe 33'und 33"und den für die sehr kleine Frequenz ausgelegten Transformator 34, der die Über- tragungsleitung 35 speist.
Die Wirkungsweise ist dabei die, dass während der einen Halbwelle des niedrigerfrequenten Wechselstromes die Entladungsstreeken 33'auf den linkenTeil der mittelangezapften
Wicklung des Transformators 34, während der andern Halbwelle die Entladungsstrecken 33"auf den rechten Teil der Transformatorwicklung arbeiten. Die Gittersteuerung derartiger Umrichter ist an sich bekannt, ebenso auch die Gittersteuerung für solche Umrichter, die eine trapezförmige Spannungs- kurve liefern (vgl. z. B. österr. Patent Nr. 144861). Bei einer beispielsweise angenommenen Frequenz- untersetzung 9 : 1 (z. B. von 50 Hz auf 65/9 Ha,) erhält man dann die in Fig. 5 dargestellte Spannungs- kurve.
Zwecks besserer Verständlichkeit ist die Spannungskurve einer Phase des höherfrequenten
Netzes gestrichelt eingezeichnet. Hervorzuheben ist noch, dass man bei der in Fig. 4 dargestellten
Umrichterschaltung wegen des Vorhandenseins der Transformatoren 32 und 34 vollkommen frei in der Auswahl der Entladungsgefässe ist. Man kann also normale Hoehleistungsentladungsgefässe für normale Spannungen und Ströme verwenden. Ein Umrichter kann auch beispielsweise nach Fig. 6 oder 7 geschaltet sein. Bei Fig. 6 ist bemerkenswert, dass die Primärwicklung des Transformators 34 stets in ihrer vollen Länge vom Strom durchflossen wird, bei Fig. 7 ist hervorzuheben, dass der Trans- formator 32 nur eine sechsphasige Sternwicklung zur Speisung der beiden mehranodigen Entladungs- gefässe 33'und 33"aufweist.
Bei der Darstellung gemäss Fig. 4 ist sechsphasige Speisung zugrunde gelegt worden. Bei grossen
Leistungen empfiehlt es sich jedoch, mindestens zwölf Phasen, gegebenenfalls noch mehr Phasen zur
Speisung der Entladungsgefässe heranzuziehen. Dabei wird man zweckmässigerweise den Umrichter in mehrere Teilumrichter zerlegen, wobei jeder Teilumrichter mit etwa drei Speisephasen arbeitet, wie bereits verschiedentlich vorgeschlagen wurde. Selbst bei sehr grosser Phasenzahl wird die vom
Umrichter gelieferte Spannungskurve nicht genau trapezförmig sein, sondern die vom Gleichrichter her bekannten Oberwellen enthalten. Zwecks Verringerung dieser Oberwellen auf einem sehr kleinen
Wert ist es vorteilhaft, für jede der beiden Gruppen von Entladungsstrecken eine Glättungsdrossel vorzusehen.
Bei der vorliegenden Umrichterschaltung kann man sogar die beiden Glättungsdrosseln zu einer einzigen Drossel 36 zusammenfassen. Im Hinblick darauf, dass diese Drossel nicht nur im waag-
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rechten Teil der Spannungskurve wirkt, sondern auch auf den Flanken, also in der Nachbarschaft der Spannungsnulldurchgänge die Spannungskurve umbildet, empfiehlt es sieh, dass die Drossel in den letzteren Bereichen unwirksam ist.
Das kann man gemäss einer Weiterbildung der Erfindung dadurch erreichen, dass man zwei einanodige Entladungsgefässe 37" und 37" gegensinnig parallel schaltet und sie derart steuert, dass sie im waagerechten Teil der trapezförmigen Spannungskurve gesperrt sind, sodann im Abstieg vom waagerechten Teil bis zum Nulldurchgang das Entladungsgefäss 37'und alsdann vom Nulldurchgang bis zum Beginn des waagerechten Teiles das Entladungsgefäss 37"arbeitsbereit zu halten ist.
Damit nun von Beginn des waagerechten Teiles der Spannungskurve an das Entladungsgefäss 37"wieder gesperrt ist, muss das Entladungsgefäss 37"entweder ein kontinuierlich gesteuertes Entladungsgefäss sein, also ein Entladungsgefäss, bei dem allein die Steuerung eine Unterbrechung des Entladungsstromes ermöglicht, oder es muss, wenn das Entladungsgefäss 37" nur diskontinuierlich steuerbar ist, der Entladungsstrom durch besondere Mittel im vorgesehenen Augenblick zum Erlöschen gebracht werden. Diese vorstehenden Betrachtungen gelten im übrigen nur für den Fall, dass nach dem Übertragungsverfahren gemäss vorliegender Erfindung Wirkleistung übertragen werden soll.
Bezüglich der Steuerung der Entladungsgefässe wird noch bemerkt, dass für jede Drossel zwei derartige Entladungsgefässe erforderlich sind. Ist für jedes Hauptgefäss je eine Drossel vorgesehen, so sind die zusätzlichen Entladungsstrecken im Takt der niedrigerfrequenten Spannung zu steuern. Ist für beide Hauptgefässe eine einzige Drossel vorgesehen, so müssen die zusätzlichen Entladungsstreeken. 37' und. 37" im Takt der doppelten Frequenz der niedrigerfrequenten Spannung gesteuert werden. Eine derartige Steuerspannung kann man beispielsweise durch Gleichrichtung der niedrigerfrequenten Spannung in einer Zweiwegsehaltung erhalten, wobei es vorteilhaft ist, diese gleichgerichtete Spannung als negative Spannung in den Gitterkreis einzufügen.
Die bereits weiter oben an Hand von Fig. 1 und 2 erläuterten Sehaltelemente (Kompensation- drossel. 38 und Entladungsstrecken 39'und. 39") lassen sich in der in Fig. 4 dargestellten Weise einfügen. Dabei liegen die beiden an sieh gegensinnig parallel zu schaltenden Entladungsstreeken. 39' und 39"wegen der mittelangezapften Transformatorwicklung derart, dass sie gemeinsames Kathodenpotential haben. Sie können also zu einem zweianodigen Entladungsgefäss mit gemeinsamer Kathode zusammengefasst werden.
Wird der Umrichter als elastischer Trapezkurvenumriehter betrieben, so ist trotz der Ver- änderliehkeit der niedrigen Frequenz eine Abänderung des Wertes der Kompensationsdrossel nicht erforderlich, solange die Frequenz der den Umrichter speisenden Spannungen konstant bleibt, denn diese Frequenz bestimmt die Frequenz des aus der Kapazität der Übertragungsleitung und der Induktivität der Kompensationsdrossel bestehenden Schwingungskreises. Anders ist es jedoch mit der Steuerung der Entladungsstreeken 39'und 39". Diese muss den Bedingungen des elastischen Betriebes des Umrichters angepasst werden und soll an Hand der Fig. 8 und 9 erläutert werden.
Der Gitterkreis der gittergesteuerten Dampf-oder Gasentlasdungsstreeke 39'enthält ausser zwei Widerständen 7 und 8 eine Steuerspannung 16 der niedrigen Frequenz und eine passend gewählte negative Vorspannung 17.
Der Widerstand 7 liegt in einem Gleichriehterkreis, dessen Zahl der Speisephasen gleich der des Trapezkurvenumrichters ist. Der den Hilfsgleiehriehter speisende Transformator mit der Sekundärwicklung 1... 6 liefert eine Wechselspannung spitzer Wellenform, von der wegen der Gleichrichterelemente 10... 60 nur die positiven Spannungsspitzen in den Gitterkreis gelangen. Diese Spannungsspitzen sind als eg3... fs in Fig. 9 dargestellt, und man erkennt ihre Zuordnung zu den Phasenspannungen e3... pg des Trapezkurvenumriehters. Die niedrigerfrequente Steuerspannung ? hat eine das Einsetzen der Entladung ermöglichende Impulsdauer, die etwas kleiner ist als der zeitliche Abstand zweier Spanungsspitzen.
Die einzelnen Steuerspannungen sind so bemessen, dass ein Einsetzen der Entladung in der Entladungsstreeke. 39'nur dann stattfindet, wenn sowohl euu als auch eine der Spannungsspitzen eg3...eg5 positive Werte haben. Dadurch wird ein Einsetzen der Ent- ladung in einer vorgegebenen Phasenlage sichergestellt. Durch Vorschalten einer phasendrehenden Vorrichtung kann man die Lage der Spannungsspitzen e"... e. entsprechend den Betriebsverhältnissen genau einstellen.
IV. Vergleicht man die Leistungsverhältnisse bei der Energieübertragung gemäss der Erfindung mit denen bei der Gleichstromübertragung und bei einphasiger Übertragung mit sinusförmiger Wechselspannung, so ergibt sieh folgendes :
Bei der Übertragung gemäss der Erfindung haben Spannung und Strom während des grössten Teiles jeder Halbwelle einen unveränderlichen Wert, der der Waagerechten entspricht. In diesen Teilen der Periode besteht ein konstanter Leistungsfluss. Nur in der Nachbarschaft des Spannungs- nulldurehganges sinkt der Leistungsfluss bis auf Null herab.
Während bei der einphasigen Übertragung mit sinusförmiger Wechselspannung der Leistungsfluss sieh dauernd ändert und daher die Schwankungen des Leistungsflusses um den Mittelwert besonders gross sind, sind die Schwankungen bei der vorgeschlagenen Übertragung sehr klein. Hinzu kommt, dass die Absenkung des Leistungsflusses besonders kurzzeitig dann ist, wenn die Teile der Weehselspannungskurve, die den Übergang von einer Waagerechten zur andern bilden, wie eine Sinuskurve höherer Frequenz verlaufen. Man erreicht
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also bei der Übertragung gemäss der Erfindung sehr weitgehend die Leistungsverhältnisse, wie sie bei der Gleichstromübertragung bestehen, behält aber immer noch einen synchronisierenden Einfluss.
Dieser synchronisierende Einfluss ist dann von Bedeutung, wenn über die Übertragungsleitung zwei Netze starr gekuppelt werden sollen.
Die vorstehend beschriebenen Verhältnisse gelten bei starrer Kupplung für umlaufende und ruhende Umformer. Bei elastischem Betrieb ergeben sich keine Besonderheiten, wenn am Ende der Übertragungsleitung ein umlaufender Umformer vorgesehen ist. Hingegen sind bei Verwendung eines elastisch arbeitenden Umrichters einige Änderungen zu treffen. Bei elastischem Betrieb würden nämlich die bereits erwähnten periodischen Absenkungen des Leistungsflusses im allgemeinen in solchen Zeiten stattfinden, die nicht gerade einer Flanke einer Phasenspannung entsprechen.
Um dies zu vermeiden, ist es vorteilhaft, den Umrichter am Ende der Übertragungsleitung-der im Gegensatz zu dem am Anfang der Übertragungsleitung befindlichen, gemäss den Bedingungen des Gleichrichterbetriebes gesteuerten Umrichter gemäss den Bedingungen des Wechselrichterbetriebes zu steuern ist-mit Energiespeichern zu versehen, damit die Absenkungen des Leistungsflusses praktisch beseitigt werden. Hiefür i kommt in erster Linie die bereits in Fig. 4 dargestellte Glättungsdrossrl. 36 in Frage. Dabei ergibt sich jedoch der Unterschied, dass die Drossel bei Gleichrichterbetrieb verhältnismässig klein ist und dann noch vorteilhaft taktmässig unwirksam gem ? eht wird, während die Drossel bei Wechselrichterbetrieb möglichst gross und dauernd vollwirksam sein muss.
Bei Anlagen, bei denen ein Energierichtungswechsel vorgesehen ist, wird man demnach die Glättungsdrossel veränderlich wählen, insbesondere die Drossel mit Anzapfungen versehen, wobei bei Wechselrichterbetrieb die volle Drossel, bei Gleichrichterbetrieb nur ein Teil der Drossel eingeschaltet wird. Infolge der dauernd wirksamen Drossel im Umrichter, der dem Wechselrichterbetrieb unterliegt, wird die Übertragungsleitung und damit auch der primäre Umrichter mit phasenverschobenem Strom belastet. Dies ist zu vermeiden, und es gelingt dies, indem man die Kapazität der Übertragungsleitung zur Kompensation heranzieht. Das hat zur Folge, dass die Kompensationsdrossel. * ? nicht mehr in voller Grösse verwendet werden kann. Sie darf also den Ladestrom nur zum Teil kompensieren.
Da der in der dauernd wirksamen Drossel fliessende phasenverschobene Strom lastabhängig ist, muss infolgedessen auch die Kompensationsdrossel lastabhängig gewählt werden. Es empfiehlt sich demnach, auch die Kompensationsdrossel mit Anzapfungen zu versehen.
Bei der Verwendung von mit gittergesteuerten Dampf-oder Gasentladungsstrecken arbeitenden Umrichtern hat man schliesslich bequem die Möglichkeit, eine Leistungsregelung mittels der Gittersteuerung durchzuführen. Spannungsregelungen bei Umrichtern mittels der Gittersteuerung sind an sich bekannt (vgl. z. B. österr. Patent Nr. 145084). Bei der Anwendung der Übertragung gemäss der Erfindung wird man jedoch die Spannnngs- und Leistungsregelung in der Weise durchführen, dass die Teile der Wechselspannungskurven, die den Übergang von einer Waagerechten zur andern bilden, nicht beeinflusst werden, sondern nur die die Waagerechten bildenden Stücke der einzelnen Phasenspannungen angeschnitten werden.
Bemerkt wird noch bezüglich der für die sehr kleine Frequenz ausgelegten Einrichtungen, insbesondere Transformatoren 15 und 23, dass infolge der sehr kleinen Frequenz der Aufwand an Kupfer und Eisen zwar steigt, jedoch die Kosten für Eisen nur verhältnismässig wenig steigen, weil man nunmehr kein hochwertiges Eisen, sondern nur normales Eisen zu verwenden braucht.
PATENT-ANSPR ÜCHE : 1. Verfahren zur Übertragung hochgespannter elektrischer Energie, insbesondere über Kabel, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsleitung mit einer einphasigen Weehselspannung von trapezförmiger Kurvenform und sehr kleiner Fequenz (Grössenordnung a N2) gespeist wird.
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